虛擬現實技術在卒中病人負性情緒管理中的應用進展

雷 宏,尹安春,孫新雨

全球疾病負擔、傷害和危險因素研究(the Global Burden of Diseases,Injuries,and Risk Factors Study,GBD)表明,卒中是世界上第2大死亡原因和第3大殘疾的綜合原因[1]。卒中作為一種致殘性疾病,約有1/3的病人在面臨疾病帶來的后遺癥時容易產生焦慮、抑郁等負性情緒[2-3],對病人的家庭關系、社交和工作產生影響[4],阻礙卒中病人回歸社會的步伐[5],嚴重影響病人的生活質量。近年來,虛擬現實技術在卒中病人負性情緒管理中的應用逐漸增多,顯示出較好的效果。本文通過綜述虛擬現實技術在卒中病人負性情緒管理中的應用進展,以期為卒中病人負性情緒的管理提供參考。

1 虛擬現實技術概述

虛擬現實(virtual reality,VR)技術是利用智能手機或專用設備,以計算機技術為基礎,傳感技術為媒介,為使用者提供視覺、聽覺、觸覺等方面的虛擬感覺,使其產生身臨其境感的技術[6]。1939年,view-master成為美國第一個獲得專利的VR技術設備[7]。隨著技術的發展,VR已經從簡單的二維非沉浸式投影轉向三維全沉浸式體驗來開發更復雜的模擬[8]。目前VR技術主要用于娛樂、游戲行業,但心理護理領域也一直在探索VR技術的應用[9-10]。VR技術通過360°虛擬旅行、視頻游戲、2D與3D格式的冥想訓練等沉浸式模式來治療病人的心理問題,效果良好[11]。在卒中病人負性情緒管理方面,Gao等[12]的Meta分析顯示,VR技術輔助訓練可以有效改善卒中病人焦慮、抑郁等負性情緒,提升病人生活質量。隨著研究的深入,越來越多的證據顯示出VR技術在卒中病人負性情緒管理中的應用價值[13-14]。

2 VR技術在負性情緒管理中的作用機制

2.1 心理學治療機制

基于埃里克森心理治療的假設[15-17],使用VR技術的治療過程主要依賴于隱喻溝通,通過特定的象征手法進行催眠。隱喻溝通與認知行為療法存在明顯不同,隱喻溝通的力量在于其治療并不直接涉及病人的健康狀況或生活狀況,而是在病人眼前展示一個類比過程,而認知行為療法常把病人轉移到虛擬環境中。隱喻溝通通過調動病人的所有感官并使用催眠的方式進一步增加了VR技術治療成功的機會。

2.2 神經生理機制

病理學基礎研究認為,腦內海馬結構等與認知功能相關皮質體積的減小是抑郁癥病人重要的腦結構特征[18]。VR技術通過調動病人康復積極性[19-20],以運動的方式增強神經元可塑性[21]、降低神經炎性反應[22],進而改善病人腦內神經組織結構,降低病人負性情緒水平。也有研究指出,卒中病人常見的疼痛反應會加重病人的負性情緒[23]。由于疼痛和抑郁共享生物通路和神經遞質,導致二者之間相互影響[24]。VR技術提供了一種新的積極刺激,通過注意力轉移的方式,使病人沉浸在虛擬環境中,以改善其疼痛和負性情緒[25]。

3 VR技術在卒中病人負性情緒管理中的應用形式

3.1 基于計算機的虛擬現實系統

基于計算機的虛擬現實系統是目前使用較為廣泛的一種虛擬現實系統。面對卒中后認知障礙病人,Faria等[26]使用一臺配備操縱桿的計算機和Reh@City軟件要求病人在超市、郵局、銀行和藥房4個經常訪問的虛擬場景中完成一些常見的綜合認知訓練;面對卒中后肢體活動障礙病人,柏玲等[27-29]使用BioMaster 2012虛擬現實系統對病人實施康復訓練,將運動傳感器分別固定在病人的上臂、前臂、手掌等位置,然后根據病人運動能力和完成程度使用賽車、釣魚、采蘑菇等康復項目。隨著科學技術的發展,更多使病人沉浸感增強的技術出現。Luca等[30]使用BTS-Nirvana系統對卒中后焦慮的病人進行輔助治療。BTS-Nirvana通過連接到投影儀或大屏幕,為病人提供VR場景進行交互練習,是一個基于運動的系統。Lin等[31]使用Kinect sensor VR設備捕捉病人的全身圖像,將其真實地投影到顯示器上,擺脫了傳統的運動捕捉傳感器,使病人能夠沉浸在VR場景中。

3.2 基于智能手機的虛擬現實系統

VR技術因其設備價格較高,難以在實際生活中大力推廣。而基于智能手機的虛擬現實系統獲得更方便、使用更廣泛,減輕了使用者的經濟負擔[32]。Choi等[33]為卒中病人開發了一款移動設備游戲項目,由平板電腦和具有藍牙連接的智能手機2種移動設備組合開發。病人的上肢運動由內置在智能手機中的傳感器跟蹤,有關運動的信息通過藍牙連接傳輸到平板電腦上,通過游戲的方式提高病人對康復的興趣。馬志輝[34]在智能手機設備上安裝Uto VR軟件,根據病人偏好選擇VR視頻類型,將智能手機安裝至VR視頻專用手機支架中使用,其視覺效果讓病人身臨其境。

3.3 基于虛擬一體機的沉浸式虛擬現實系統

基于虛擬一體機的沉浸式虛擬現實系統與基于計算機和手機等設備的虛擬現實系統相比,因其視覺分辨率更高、聲音更清晰立體,使得病人沉浸感更強、體驗感更好[35]。Kiper等[36]使用HTC Vive Pro眼鏡結合TierOne虛擬花園游戲軟件治療卒中后抑郁病人,在游戲中病人的任務是用適當的顏色給曼陀羅上色。這套裝置同時配備了允許精確追蹤病人的手部運動并能夠進行觸覺模擬的控制器,使得體驗更為沉浸。陳姣等[37]為病人戴上VR眼鏡,指導病人根據康復訓練任務進行虛擬現實活動訓練。VR設備通過手柄等進行動作捕捉,并且模擬和感知病人對虛擬現實場景中的事物、環境的交互行為和結果,顯示出較好效果。

綜上所述,以計算機和智能手機等設備為代表的虛擬現實系統不需要最高級別的圖形性能,也不需要特殊的硬件,是經濟適用的良好選擇。而沉浸式虛擬現實系統將病人視覺、聽覺與外界隔絕,身臨其境感更強、效果更好。然而高沉浸度的虛擬現實系統在老年人群中會產生暈屏癥等不良反應[38],且沉浸式虛擬現實系統設備價格較高,在推廣上存在阻礙。因此,臨床醫護人員需結合實際情況,為病人提供更加合適的虛擬現實系統。

4 VR技術在卒中病人負性情緒管理中的應用效果

VR技術通過心理學治療和運動輔助治療來管理病人負性情緒,取得了良好效果。運用心理學原理的VR技術,使病人處于放松狀態,明顯降低其焦慮、抑郁水平[29,39]。通過VR運動輔助訓練,病人的自尊、情緒和心境明顯改善[40-41]。盡管各國學者都對VR技術在卒中病人負性情緒管理中開展了不同層面的研究,然而各研究的干預時間、強度等缺乏統一性,需要更多循證支持。此外,高水平的焦慮、抑郁病人退出率較高[36],與Mcgrady等[42]的研究結果一致,康復開始時的高度焦慮和抑郁是病人退出治療的主要原因,如何使高度焦慮、抑郁的病人接受VR技術治療值得探索和深入研究。

5 VR技術在臨床應用中的問題及對策

5.1 VR技術可能引起的不良反應

暈屏癥(cybersickness,CS)是VR技術中視覺誘導的類似暈動病的體驗,是VR技術最常誘發的不良反應之一[43]。暈屏癥的常見癥狀一般為惡心、視覺不適和定向障礙。造成暈屏癥的影響因素主要有硬件特征、內容特征、用戶特征3個方面[44]。在硬件特征方面,與桌面式VR系統相比,頭盔式VR系統則會誘發更嚴重的CS[45],Hwang等[46]研究發現通過使用半沉浸式虛擬現實系統可以有效解決這一問題;在內容特征方面,一些研究還試圖直接從VR內容中量化暈屏癥。Padmanaban等[47]根據VR的內容特征設計了一個暈屏預測模型。Kim等[48]在VR內容中定義了特殊運動的概念,通過部署自動編碼器來預測暈屏癥;在用戶特征方面,個體的感覺敏感性與暈屏癥的嚴重程度相關[49]。面對多因素造成的暈屏癥,多項研究使用暈動癥問卷[50]和模擬器疾病問卷[51]來評估暈屏癥。

5.2 人口老齡化與技術接受度

自遠程醫療系統出現和遠程康復引入以來,技術接受度一直是人們關注的話題[52]。不管某種遠程康復工具的益處和有效性如何,其可行性取決于潛在使用者是否有足夠的技能來使用數字技術[41]。有研究顯示,年輕病人對VR技術軟件和硬件的接受和理解程度更高[53],因為他們可能更熟悉數字技術的使用。然而對于老年卒中人群,在日常生活中實施數字技術可能會面臨信心不足、缺乏使用這些技術的技能等挑戰[54]。因此,亟需提升老年病人的電子健康素養。可以通過電子健康素養量表[55]、數字健康素養工具[56]等來評估其電子健康素養現狀,通過開展針對性的電子健康素養講座等形式進一步提升其電子健康素養水平,幫助老年人群順利使用數字技術。

5.3 醫療護理成本效益

VR技術作為一種信息化醫療護理方式已經得到廣泛運用,但在推廣的過程中其成本效益問題還有待研究。VR技術設備的購置、醫護人員的操作培訓、病人的操作指導、后期設備維護、軟件升級等都需要投入大量的時間和資金,這些都成為VR技術在臨床實踐中應用的阻礙因素。在未來的研究中,需要關注如何降低VR技術在臨床使用中的成本門檻,實現成本效益最大化。

6 小結

VR技術作為一種現代化的無創、非藥物干預模式,應用在卒中病人的負性情緒管理中,可以有效減輕卒中病人的負性情緒、提升病人康復積極性、幫助病人盡早回歸正常生活。但國內相關研究還處于起步階段,開發的相關軟件數量仍然較少,需要進一步加大開發力度。在未來的研究中,仍需開展更多大樣本、多中心的試驗來進一步驗證VR技術對于卒中病人負性情緒管理的有效性,為推動VR技術在我國卒中病人負性情緒管理中的應用提供更多循證護理證據支持。